DE19531662A1 - Device for the automatic filling of loading containers - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Befüllung von einem insbesondere fahrenden Ladebehälter mit einem Gutstrom, insbesondere an einer benachbart fahrenden Erntemaschine wie Feldhäcksler oder Mähdrescher.The invention relates to a device for automatically filling one in particular moving loading containers with a good flow, in particular one adjacent moving harvesters such as forage harvesters or combine harvesters.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der Schrift DE 44 03 893 beschrieben. Die Erntema schinen nehmen während des Erntevorganges kontinuierlich Erntegut auf, bearbeiten es in bekannter und geeigneter Weise, beispielsweise durch Dreschen und Trennen von Körnern in einem Mähdrescher oder durch Häckseln in einem Feldhäcksler, und geben das Erntegut zur weiteren Bearbeitung und Verwendung entweder kontinuierlich oder nach Zwischen speicherung an einen Ladebehälter ab, mit dem es dann abtransportiert wird. Bei einem kontinuierlich abzugebendem Gutstrom ist es sehr anstrengend für den Fahrer der Erntema schine, gleichzeitig sowohl den vor der Erntemaschine liegenden Feldbereich als auch die seitliche Abgabe des Ernteguts in den Ladebehälter zu überwachen. Eine ständige Über wachung der Abgabe des Erntegutes ist erforderlich, weil sich die Erntemaschine und der parallel fahrende Ladebehälter während der Vorfahrt sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung dauernd relativ zueinander bewegen und die Abgabe des Erntegutes dieser relativen Bewegung angepaßt werden muß. Auch bei nur zeitweiser Abgabe von Erntegut an einen seitlichen Ladebehälter muß sich der Fahrer gleichzeitig auf die Vorfahrt und die Abgabe des Erntegutes konzentrieren, was zu Fehlbedienungen führen kann. Eine automa tisch und zuverlässig funktionierende Steuerung des Auswurfkrümmers/Abgaberohres/Über gabebandes bedeutet so eine erhebliche Bedienungserleichterung für den Fahrer einer Erntema schine. A generic device is described in the document DE 44 03 893. The harvest scheme Machines continuously pick up crops during the harvesting process, process them in known and suitable manner, for example by threshing and separating grains in a combine harvester or by chopping in a forage harvester, and give the crop for further processing and use either continuously or by intermediate storage to a loading container, with which it is then transported away. At a It is very tiring for the driver of the Erntema to continuously deliver the flow of material machine, both the field area in front of the harvesting machine and the Monitor lateral discharge of the crop into the loading container. A constant over Monitoring the delivery of the crop is necessary because the harvester and the parallel loading containers during the right of way in both the longitudinal and in the Always move the cross direction relative to each other and the delivery of the crop relative movement must be adjusted. Even if the crop is only released temporarily The driver must have a side loading container on the right of way and the at the same time Concentrate the delivery of the crop, which can lead to incorrect operation. An automa table and reliable functioning control of the spout / discharge pipe / over gabebandes means a considerable ease of use for the driver of a harvesting scheme seem.
Eine bekannte Vorrichtung zur automatischen Befüllung von Ladebehältern funktioniert auf die folgende Weise: durch zumindest einen oberhalb des Ladebehälters angebrachten opti schen und/oder akustischen Sensor wird der Ladebehälter vermessen und die Füllstandshöhe des Füllgutes ermittelt, indem die von dem Entfernungsmesser erzeugten Entfernungssignale einer elektronischen Auswerte- und Steuereinrichtung zugeführt sind, welche laufend eine Verschwenkstellung des Auswurfkrümmers und/oder eine Verschwenkstellung der Auswurf klappe steuert, und dabei möglichst verlustfrei eine möglichst vollständige Befüllung des Ladebehälters geregelt erzielt.A known device for automatically filling loading containers works on the following way: by at least one opti attached above the loading container The loading container is measured and / or the acoustic sensor and the fill level of the product is determined by the distance signals generated by the range finder an electronic evaluation and control device are fed, which continuously Swivel position of the discharge spout and / or a swivel position of the discharge flap controls, and as complete a loss as possible a complete filling of the Load container achieved achieved.
Im praktischen Einsatz dieser Vorrichtung hat sich gezeigt, daß insbesondere Staub und langes Gras das Sensorsignal des oder der Entfernungsmesser stört und deshalb in nicht allen Einsatzbedingungen eine vollkommen fehlerfreie Ermittlung der korrekten Entfernungs signale, aus denen die elektronische Auswerte- und Steuereinrichtung die Verschwenkstellung zur möglichst verlustfreien und vollständigen Befüllung des Ladebehälters errechnet, möglich ist. Aufgrund der hohen Förderleistung von Feldhäckslern und Mähdreschern bei der Abgabe von Erntegut können erhebliche Einbußen entstehen, wenn eine automatische Befüllvorrich tung fehlerhaft arbeitet. Eine Verstärkung des Sensorimpulses kann die auftretenden Fehler nicht vermeiden, da das Sensorsignal von den umherwirbelnden Staubpartikeln und langen Grashalmen reflektiert wird und bei zunehmend stärkerem Sensorimpuls der eigentlich falsche Entfernungsmeßwert bestätigt wird.In practical use of this device it has been shown that in particular dust and Long grass interferes with the sensor signal of the rangefinder and therefore not in all Operating conditions a completely error-free determination of the correct distance signals from which the electronic evaluation and control device the swivel position calculated for the loss-free and complete filling of the loading container, possible is. Due to the high delivery rate of forage harvesters and combine harvesters when they are delivered Harvest crops can suffer significant losses if an automatic filling device device works incorrectly. An amplification of the sensor pulse can reduce the errors that occur do not avoid, since the sensor signal from the swirling dust particles and long Blades of grass is reflected and with an increasingly stronger sensor impulse actually incorrect distance measurement is confirmed.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur automatischen Befüllung eines Ladebehälters so auszugestalten, daß eine einwandfreie Funktion auch in schwierigen Einsatzbedingungen gegeben ist.It is an object of the present invention to provide an automatic filling device to design a loading container so that it functions perfectly even in difficult situations Operating conditions are given.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch zumindest einen zusätzlichen optischen und/oder akustischen Entfernungsmesser, der an dem Auswurfkrümmer angebracht ist und den seitlichen Abstand zwischen der Erntemaschine und dem Ladebehälter mißt und die gemessenen Abstandswerte der elektronischen Auswerte- und Steuereinrichtung zuführt. Da in dem Raum zwischen der Erntemaschine und dem Ladebehälter in der Regel weder Staub noch umherfliegende Grashalme die Sensorsignale stört, werden so zuverlässig Meßwerte gemessen, die unter allen Erntebedingungen zur Verfügung stehen. The object of the invention is achieved by at least one additional optical and / or acoustic range finder attached to the spout and measures the lateral distance between the harvester and the loading container and the feed measured distance values of the electronic evaluation and control device. There There is usually no dust in the space between the harvester and the loading container Blades of grass still flying around disturbing the sensor signals become reliable measured values measured that are available under all harvesting conditions.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die von dem oder den zusätzlichen optischen und/oder akustischen Entfernungsmessern ermittelten Abstandsmeßwerte nur dann von der elektronischen Auswerte- und Steuereinrichtung zur Ermittlung von Stellwerten für die Verschwenkstellung des Auswurfkrümmers verwendet, wenn die bekannten am Auswurf krümmer befestigten Entfernungsmesser der Auswerte- und Steuereinrichtung als gestört erkannte Entfernungssignale zuführen. Um die Auswerte- und Steuereinrichtung von unnöti gen Auswerte- und Steuervorgängen zu entlasten, ist es vorteilhaft, der Auswerte- und Steuereinrichtung nur dann Entfernungssignale von den zusätzlichen optischen und/oder akustischen Entfernungsmessern zuzuführen, wenn die Differenz des gemessenen Entfer nungswertes zu einem früher gemessenen Entfernungswert einen definierten Grenzwert überschreitet.In a further embodiment of the invention, the one or more additional optical and / or acoustic rangefinders determined distance measurements only from the electronic evaluation and control device for determining control values for the Swiveling position of the discharge spout is used when the known discharge elbow attached rangefinder of the evaluation and control device as disturbed feed recognized distance signals. To the evaluation and control device of unnecessary to relieve against evaluation and control processes, it is advantageous to the evaluation and Control device only then distance signals from the additional optical and / or acoustical range finders if the difference of the measured distance a defined limit value to a previously measured distance value exceeds.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verfügt zumindest einer der zusätzlichen optischen und/oder akustischen Entfernungsmesser über eine Scannfunktion, anhand welcher die relative Bewegung des Ladebehälters zur Erntemaschine in Vorfahrtrichtung ermittelt und der Wert der gemessenen relativen Bewegung der Auswerte- und Steuereinrichtung zugeführt ist. Die zusätzlichen optischen und/oder akustischen Entfernungsmesser können anstelle am Auswurfkrümmer auch an oder oberhalb der Seitenflächen der Erntemaschine angebracht sein.In a further embodiment of the invention, at least one of the additional optical features and / or acoustic range finder via a scanning function, on the basis of which the relative movement of the loading container to the harvesting machine in the right of way is determined and the Value of the measured relative movement of the evaluation and control device is supplied. The additional optical and / or acoustic range finder can instead of on Spout also attached to or above the side surfaces of the harvester be.
Weiter wird vorgeschlagen, den oder die oberhalb des Ladebehälters angebrachten optischen und/oder akustischen Entfernungsmesser zur Bestimmung der Füllhöhe und den oder die zusätzlichen optischen und/oder akustischen Entfernungsmesser zur Bestimmung der Wurf weite des Auswurfkrümmers zu nutzen. Bei der Auswertung der Entfernungssignale von den Entfernungsmessern kann die Auswerte- und Steuerungsvorrichtung von einer standardisierten Breite der Ladebehälter, beispielsweise einer Breite von 2,50 m, ausgehen. Anstelle der standardisierten Breite der Ladebehälter kann auch eine Eingabeeinrichtung vorgegeben werden, mittels derer die jeweilige Breite eines zu befüllenden Ladebehälters in die Aus werte- und Steuereinrichtung eingegeben werden kann. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Normal-Sollwert des von der Auswerte- und Steuereinheit ermittelten Soll-Auftreffpunktes des Gutstromes im zu befüllenden Ladebehälter durch manuell eingegebene oder von Senso ren zugeführte Signale veränderbar ist. Dadurch ist es möglich, auch unter besonderen Betriebsbedingungen wie beispielsweise bei Arbeiten am Hang oder bei starkem Wind eine sichere Befüllung des Ladebehälters zu gewahrleisten. Durch Neigungs- oder Windmeßsenso ren können Signalwerte ermittelt werden, die der Auswerte- und Steuereinheit zugeführt und von dieser in ein den besonderen Betriebsbedingungen angepaßten Sollwert für den Soll- Auftreffpunkt umgerechnet wird, der wiederum zur Steuerung der Überladeeinrichtung genutzt wird.It is also proposed that the optical one or more attached above the loading container and / or acoustic range finder for determining the fill level and the or additional optical and / or acoustic range finder to determine the throw to use the width of the spout. When evaluating the distance signals from the The evaluation and control device can measure distance meters from a standardized one Width of the loading containers, for example a width of 2.50 m, go out. Instead of An input device can also be specified for the standardized width of the loading containers by means of which the respective width of a loading container to be filled in the Aus value and control device can be entered. It is also advantageous if the Normal target value of the target impact point determined by the evaluation and control unit the flow of material in the loading container to be filled by manually entered or by Senso ren supplied signals is changeable. This makes it possible even under special Operating conditions such as when working on a slope or in strong wind to ensure that the loading container is filled safely. By inclination or wind measurement sensors signal values can be determined which are fed to the evaluation and control unit and from this into a target value adapted to the special operating conditions for the target Impact point is converted, which in turn controls the transfer device is being used.
Anstelle eines Auswurfkrümmers eines Feldhäckslers können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch andere Überladeeinrichtungen einer Erntemaschine, wie insbesondere das Korntank-Auslaufrohr eines Mähdreschers oder das Übergabeband eines Kartoffelernters oder eines Zuckerrübenroders gesteuert werden.Instead of an ejection manifold of a forage harvester can with the invention Device also other transfer devices of a harvesting machine, such as in particular Grain tank outlet pipe of a combine harvester or the transfer belt of a potato harvester or of a sugar beet harvester.
In Verbindung mit einer Vorrichtung zur Durchsatzmengenmessung ist es auch möglich, auf den vorbekannten Entfernungsmesser zu verzichten und die Auswerte- und Steuereinrichtung den Auswurfkrümmer ausschließlich in Abhängigkeit von dem seitlichen Abstand der Erntemaschine zum Ladebehälter und dem gemessenen Durchsatz zu steuern. In dem Softwareprogramm zur Steuerung der Auswerte- und Steuereinheit kann von einem Standard- Ladebehälter ausgegangen werden, der dann nach eine Kennlinie befüllt wird. Bei von Standard abweichenden Abmessungen des Ladebehälters können diese per Tastatur, Scann erkennung am Ladebehälter oder auf sonstige Art und Weise der Auswerte- und Steuereinheit zugeführt werden.In connection with a device for throughput measurement it is also possible to to dispense with the known rangefinder and the evaluation and control device the chute only depending on the lateral distance of the Harvester to control the loading container and the measured throughput. By doing Software program for controlling the evaluation and control unit can be run from a standard Load container can be run out, which is then filled according to a characteristic curve. When from Standard deviating dimensions of the loading container can be done by keyboard, scanning Detection on the loading container or in another way of the evaluation and control unit be fed.
In den Zeichnungen sind weitere vorteilhafte Ausführungen dargestellt, die näher erläutert werden. Es zeigen:In the drawings, further advantageous embodiments are shown, which are explained in more detail will. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht von hinten von einem Feldhäcksler, der parallel zu einem Lade behälter fährt und einen Gutstrom in den Ladebehälter fördert, Fig. 1 is a rear view of a forage harvester, which runs parallel to a charge vessel and promotes a flow of material in the loading container,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß bestückten Auswurf krümmers samt Anschlüssen an eine Auswerte- und Steuereinheit und die zugehörigen Aktoren, Fig. 2 is a schematic representation of an ejector according to the invention equipped with connectors manifold to an evaluation and control unit and associated actuators,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Erntemaschine und einen seitlich fahrenden Ladebe hälter. Fig. 3 is a plan view of a harvester and a laterally moving Ladebe container.
Fig. 1 zeigt einen Feldhäcksler (1) in der Ansicht von hinten, der mit einem um die vertikale Achse drehbaren und in der Höhe mittels des Hubzylinders (4) verstellbaren Auswurfkrümmer (2) ausgestattet ist. Am Auswurfende des Auswurfkrümmers (2) befindet sich eine Auswurfklappe (3), die ebenfalls mittels eines Antriebes (5) verstellbar ist. Am Auswurfkrümmer des Feldhäckslers bzw. der Erntemaschine (1) ist ein optischer und/oder akustischer Entfernungsmesser (6) befestigt, der während einer Verschwenkbewegung mit seinen optischen und/oder akustischen Emissionen (7) den unter der Auswurfklappe (3) liegenden Raum überstreicht und gleichzeitig in an sich bekannter Weise die zurückgeworfe nen Echosignale mißt und in von einer Auswerte- und Steuereinheit weiterverarbeitbare Entfernungssignale umsetzt. Zusätzlich zu dem am Auswurfkrümmer (2) befestigten Entfer nungsmesser (6) ist am Auswurfkrümmer (2) ein weiterer optischer und/oder akustischer Entfernungsmesser (8) angebracht, dessen optische und/oder akustische Emissionen (9) seitlich auf einen neben der Erntemaschine (1) befindlichen Ladebehälter (10) gerichtet sind. Auch der Entfernungsmesser (8) mißt die zurückgeworfenen Echosignale und ermittelt daraus in an sich bekannter Weise von der Auswerte- und Steuereinheit weiterverarbeitbare Entfer nungssignale. Die Auswerte- und Steuereinheit bekommt also zumindest zwei Entfernungs signale: die von dem Entfernungsmesser (6), aus dessen Entfernungssignalen in an sich bekannter Weise Füllstand und relative Position der Seitenwände des Ladebehälters (10) ermittelt werden, und zusätzlich die Entfernungssignale des Entfernungsmessers (8), die den seitlichen Abstand (A) zwischen Erntemaschine (1) und dem Ladebehälter (10) darstellen oder aus denen dieser ableitbar ist. Fig. 1 shows a forage harvester ( 1 ) in the view from the rear, which is equipped with a spout ( 2 ) which is rotatable about the vertical axis and adjustable in height by means of the lifting cylinder ( 4 ). There is an ejection flap ( 3 ) at the ejection end of the ejection elbow ( 2 ), which is also adjustable by means of a drive ( 5 ). An optical and / or acoustic range finder ( 6 ) is attached to the discharge chute of the forage harvester or the harvesting machine ( 1 ), which, during a swiveling movement, sweeps with its optical and / or acoustic emissions ( 7 ) the space under the discharge flap ( 3 ) and simultaneously measures the rejected echo signals in a manner known per se and converts them into distance signals which can be further processed by an evaluation and control unit. In addition to the fixed to the discharge chute (2) Entfer voltmeter (6) is mounted (2), a further optical and / or acoustic distance meter (8) at the discharge chute, whose optical and / or acoustic emissions (9) laterally to a next of the harvesting machine ( 1 ) located loading container ( 10 ) are directed. The range finder ( 8 ) measures the echo signals that are thrown back and uses them in a manner known per se to determine further processing signals from the evaluation and control unit. The evaluation and control unit thus receives at least two distance signals: those from the distance meter ( 6 ), from whose distance signals the level and relative position of the side walls of the loading container ( 10 ) are determined in a manner known per se, and additionally the distance signals from the distance meter ( 8 ), which represent the lateral distance (A) between the harvesting machine ( 1 ) and the loading container ( 10 ) or from which it can be derived.
Fig. 2 zeigt den Anschluß der Entfernungsmesser (6) und (8) an die Auswerte- und Steuer einheit (11), die aus einem Mikroprozessor besteht. Durch geeignete Auswerte- und Steue rungssoftware werden von der Auswerte- und Steuereinheit (11) Stellbefehle ermittelt, die an die Aktoren (4), (5) und (12) zur Ausführung der Stellbefehle übermittelt werden. Im gezeigten Beispiel ist der Aktor (12) für die Drehung des Auswurfkrümmers (2) um die vertikale Achse vorgesehen. Über die Eingabevorrichtung (14) können vom Bediener zusätzliche Vorgaben oder Korrekturen zur Berechnung der Stellwerte für die Auswerte- und Steuereinheit (11) eingegeben werden. Gleichzeitig können an die Auswerte- und Steuer einheit Sensoren (15) angeschlossen sein, die für die Steuerung wichtige Daten wie beispiels weise Windstärke und -richtung und/oder Schräglage der Erntemaschine (1) liefern. Außer dem verfügt die Auswerte- und Steuereinrichtung (11) über eine Schnittstelle (16) zur übrigen Elektronik der Erntemaschine (1), über die beispielsweise Werte über die Durchsatz menge, Feuchtigkeit, das Gewicht des geernteten Gutes oder andere Daten ausgetauscht werden. So ist es auch denkbar, über die Schnittstelle (16) eine CAN-Bus-Kommunikation auch mit den Bedienelementen durchzuführen. Fig. 2 shows the connection of the range finder ( 6 ) and ( 8 ) to the evaluation and control unit ( 11 ), which consists of a microprocessor. Using suitable evaluation and control software, the evaluation and control unit ( 11 ) determines control commands which are transmitted to the actuators ( 4 ), ( 5 ) and ( 12 ) for executing the control commands. In the example shown, the actuator ( 12 ) is provided for rotating the spout ( 2 ) about the vertical axis. The operator can use the input device ( 14 ) to enter additional specifications or corrections for calculating the manipulated values for the evaluation and control unit ( 11 ). At the same time, sensors ( 15 ) can be connected to the evaluation and control unit, which supply important data for the control, such as wind strength and direction and / or inclined position of the harvester ( 1 ). In addition, the evaluation and control device ( 11 ) has an interface ( 16 ) to the other electronics of the harvesting machine ( 1 ), for example values about the throughput quantity, moisture, the weight of the harvested crop or other data can be exchanged. It is also conceivable to carry out CAN bus communication with the control elements via the interface ( 16 ).
Fig. 3 zeigt, daß mittels eines oder zweier Entfernungsmesser (8) die Länge eines Ladebe hälters (10) sowie dessen relative Position zur Erntemaschine (1) ermittelt werden kann. Die Entfernungsmesser (8) emittieren ein ein definiertes Scannsignal (9), aus dessen Echo die Entfernung zu den seitlichen Enden (13) des Ladebehälters (10) ermittelt und der Auswerte- und Steuereinheit (11) zugeführt werden. Mittels geeigneter Softwareprogramme kann die Auswerte- und Steuereinheit (11) aus der Lage der seitlichen Enden (13) relativ zur Erntema schine (1) den aktuellen Auftreffpunkt des Gutstroms im Ladebehälter (10) ermitteln und bei relativer Bewegung der Erntemaschine (1) zum Ladebehälter die Stellung des Auswurf krümmer (2) korrigieren. Mittels einer an die Auswerte- und Steuereinrichtung (11) ange schlossenen Eingabeeinrichtung (14) können der Auswerte- und Steuervorrichtung (11) Soll- oder Korrekturwerte zugeführt werden. Die Soll- oder Korrekturwerte können sich beispiels weise beziehen auf die Länge oder Breite des Ladebehälters (10), die mögliche Füllhöhe des Ladebehälters, eine Vorgabe oder Veränderung des gewünschten Auftreffpunktes des Gutstomes auf den Ladebehälter oder sonstige Funktionsparameter der Auswerte- und Steuereinrichtung (11). Fig. 3 shows that the length of a Ladebe container ( 10 ) and its relative position to the harvester ( 1 ) can be determined by means of one or two range finder ( 8 ). The range finders ( 8 ) emit a defined scanning signal ( 9 ), from the echo of which the distance to the lateral ends ( 13 ) of the charging container ( 10 ) is determined and fed to the evaluation and control unit ( 11 ). By means of suitable software programs can machine relative to Erntema (1) the current point of impact of the stream of material in the loading container (10), the evaluation and control unit (11) from the position of the lateral ends (13) determine and upon relative movement of the harvesting machine (1) for loading container correct the position of the discharge spout ( 2 ). Setpoint or correction values can be supplied to the evaluation and control device ( 11 ) by means of an input device ( 14 ) connected to the evaluation and control device ( 11 ). The target or correction values can relate, for example, to the length or width of the loading container ( 10 ), the possible filling height of the loading container, a specification or change in the desired point of impact of the material on the loading container or other functional parameters of the evaluation and control device ( 11 ). .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CLAAS KGAA MBH, 33428 HARSEWINKEL, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |